Using RNA sequence data deposited in a database, possible fusion genes generated in iPS cells by cell-passage have been demonstrated by STAR-fusion program

1. iPS細胞の継代培養でおこる
遺伝子の変化
融合遺伝子(fusion gene)
http://www.tsukuba-genetech.com

2. 慶應義塾大学医学部 岡野 栄之氏
https://www.lifescience.mext.go.jp/files/pdf/n1549_06.pdf
より抜粋
iPS細胞の継代に
よる融合遺伝子
の出現の可能性

3. iPS細胞の継代培養による
融合遺伝子(fusion gene)出現について検証
融合遺伝子とは、染色体転座で 2 種類の遺伝子が 融合し、正常細胞では見られないタンパ
ク質が産生する遺伝子です。
RNAのペアエンドシ－クエンスが行われる様になって、融合遺伝子からの遺伝子発現解
析が可能となりました。２０１０年以降、この解析を行うプログラムが、数多く発表され、
現在では、少なくとも１６種類あります。
2017年に開発され、2019年4月に更新された最新のプログラムSTAR-Fusionを用いて、
融合遺伝子を発現レベルで、継代数の異なるiPS細胞について、データベース上で利用可能
なものを用いて検討して見ました。

4. 検討対象し
たiPS細胞の
RNAデータ
継代数5 と 継代数10のブタiPS細胞

5. 最新のSTAR-Fusionを用いた 融合遺伝子の発現解析
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/120295v1
ブタiPS細胞 継代数5 と 継代数10
継代数5には、既に
存在し、継代数10
になっても維持さ
れている融合遺伝
子
融合遺伝
子名
組換
え点
を含
む
リー
ド数
組換
え点
を挟
む断
片数
スプライ
ス型
左側遺伝
子
左側組換
え点
右側遺伝
子
右側組換
え点
LargeAn
chorSup
port
FFPM
左端
２塩
基
LeftBrea
kEntrop
y
右端
２塩
基
RightBr
eakEntr
opy
組換え
様式
左側
CDS_ID
左側
CDS_
RANG
E
右側
CDS_ID
右側
CDS_
RANG
E
タンパク
質融合型
融合型 融合CDS
融合たん
ぱく質の
アミノ酸
配列
左側のペ
プチドの
機能ドメ
イン
右側のペ
プチド機
能ドメイ
ン
継代数
ENSSSCG00000031392--ENSSSCG0000001120915 6 INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000031392chromosome13:10013639:+ENSSSCG00000011209chromosome13:10289379:+YES_LDAS 1.1326 GT 1.8892 AG 1.9329 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome13:0.28Mb]"]ENSSSCG00000031392.ENSSSCT000000488761-227 ENSSSCG00000011209.ENSSSCT000000350753-381 INFRAME INFRAME atgtccactgaggcacaaagagttgatgacagtccaagcactagtggaggaagttcMSTEAQRVDDSPSTSGGSSDGDQRESVQQEPER. UQ_con|3-120|3.5e-47^Pr5
ENSSSCG00000031392--ENSSSCG0000001120921 31 INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000031392chromosome13:10013639:+ENSSSCG00000011209chromosome13:10289379:+YES_LDAS 1.8217 GT 1.8892 AG 1.9329 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome13:0.28Mb]"]ENSSSCG00000031392.ENSSSCT000000488761-227 ENSSSCG00000011209.ENSSSCT000000350753-381 INFRAME INFRAME atgtccactgaggcacaaagagttgatgacagtccaagcactagtggaggaagttcMSTEAQRVDDSPSTSGGSSDGDQRESVQQEPER. UQ_con|3-120|3.5e-47^Pr10
ENSSSCG00000005934--ENSSSCG000000365317 4 ONLY_REF_SPLICEENSSSCG00000005934chromosome04:3218070:+ENSSSCG00000036531chromosome04:3341379:+YES_LDAS 0.5932 GT 1.7819 AG 1.9086 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome04:0.12Mb]"]ENSSSCG00000005934.ENSSSCT000000065151-2520 ENSSSCG00000036531.ENSSSCT0000003264546-930 INFRAME INFRAME atgagcgtcccggactacatgcagtgcgcggaggaccaccagaccctgctcgtggMSVPDYMQCAEDHQTLLVVVQPVGIVSEENFFRTRAPPC9-Trs120|59-145|4.4e-06^TRTRAPPC9-Trs120|64-260|45
ENSSSCG00000005934--ENSSSCG000000365313 4 ONLY_REF_SPLICEENSSSCG00000005934chromosome04:3218070:+ENSSSCG00000036531chromosome04:3341379:+YES_LDAS 0.2452 GT 1.7819 AG 1.9086 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome04:0.12Mb]"]ENSSSCG00000005934.ENSSSCT000000065151-2520 ENSSSCG00000036531.ENSSSCT0000003264546-930 INFRAME INFRAME atgagcgtcccggactacatgcagtgcgcggaggaccaccagaccctgctcgtggMSVPDYMQCAEDHQTLLVVVQPVGIVSEENFFRTRAPPC9-Trs120|59-145|4.4e-06^TRTRAPPC9-Trs120|64-260|410
ENSSSCG00000039134--ENSSSCG000000115217 5 INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000039134chromosome13:54881268:-ENSSSCG00000011521chromosome13:54678797:-YES_LDAS 0.6472 GT 1.9086 AG 1.8892 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome13:0.17Mb]"]ENSSSCG00000039134.ENSSSCT000000544801-288 ENSSSCG00000011521.ENSSSCT00000012609265-2547INFRAME INFRAME atgaccgccctgcgctaccagaagaagttcaccgagtacagcgcacgcctcgattcMTALRYQKKFTEYSARLDSLSRCVAAPPGGKGEPDZ|42-98|3.7e-13^PDZ_2|64-97|7.8PDZ-PARTIAL|~265-280|25
ENSSSCG00000039134--ENSSSCG0000001152114 13 INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000039134chromosome13:54881268:-ENSSSCG00000011521chromosome13:54678797:-YES_LDAS 0.9459 GT 1.9086 AG 1.8892 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome13:0.17Mb]"]ENSSSCG00000039134.ENSSSCT000000544801-288 ENSSSCG00000011521.ENSSSCT00000012609265-2547INFRAME INFRAME atgaccgccctgcgctaccagaagaagttcaccgagtacagcgcacgcctcgattcMTALRYQKKFTEYSARLDSLSRCVAAPPGGKGEPDZ|42-98|3.7e-13^PDZ_2|64-97|7.8PDZ-PARTIAL|~265-280|210
ENSSSCG00000012003--ENSSSCG0000001200225 17 INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000012003chromosome13:177901517:-ENSSSCG00000012002chromosome13:177541063:-YES_LDAS 2.2652 GT 1.9656 AG 1.9329 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome13:0.18Mb]"]ENSSSCG00000012003.ENSSSCT000000131341-355 ENSSSCG00000012002.ENSSSCT0000002703426-4242INFRAME INFRAME ttcgtcttcattctgtcccatttcgtaggatctcgtcttcgccaggaagacttccccccgFVFILSHFVGSRLRQEDFPPRIVEHPSDVIVSKGEIg_3|19-103|2e-21^I-set|20-117|3.4eI-set-PARTIAL|~26-100|1.5
ENSSSCG00000012003--ENSSSCG000000120026 4 INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000012003chromosome13:177901517:-ENSSSCG00000012002chromosome13:177541063:-YES_LDAS 0.3503 GT 1.9656 AG 1.9329 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome13:0.18Mb]"]ENSSSCG00000012003.ENSSSCT000000131341-355 ENSSSCG00000012002.ENSSSCT0000002703426-4242INFRAME INFRAME ttcgtcttcattctgtcccatttcgtaggatctcgtcttcgccaggaagacttccccccgFVFILSHFVGSRLRQEDFPPRIVEHPSDVIVSKGEIg_3|19-103|2e-21^I-set|20-117|3.4eI-set-PARTIAL|~26-100|1.10
ENSSSCG00000008310--ENSSSCG000000397833 3 INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000008310chromosome03:70397062:+ENSSSCG00000039783chromosome03:70539043:+YES_LDAS 0.3236 GT 1.9219 AG 1.6895 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome03:0.14Mb]"]ENSSSCG00000008310.ENSSSCT000000578481-1557 ENSSSCG00000039783.ENSSSCT0000003719073-312 INFRAME INFRAME aaagctccattgggaaatactttgaaacatgctgggttaaatcatattaaagaagactKAPLGNTLKHAGLNHIKEDFSHFLFCSKRKSKKDSec15|126-168|0.61^Sec15|250-520|. 5
ENSSSCG00000032459--ENSSSCG0000003677211 3 INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000032459chromosome06:67640257:+ENSSSCG00000036772chromosome06:67890522:+YES_LDAS 0.4905 GT 1.8892 AG 1.9656 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome06:0.20Mb]"]ENSSSCG00000032459.ENSSSCT000000644051-234 ENSSSCG00000036772.ENSSSCT00000054407274-5289INFRAME INFRAME atgtggcgcgcggaggggaaatggctgccgaaaacaagccggaagagcgtttcccMWRAEGKWLPKTSRKSVSQSVFCGASTYCVLN. TIG|892-971|1.8e-12^TIG_10
ENSSSCG00000037643--ENSSSCG0000000380522 6 INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000037643chromosome06:146614850:-ENSSSCG00000003805chromosome06:146300028:-YES_LDAS 0.9809 GT 1.9219 AG 1.8256 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome06:0.24Mb]"]ENSSSCG00000037643.ENSSSCT000000607151-281 ENSSSCG00000003805.ENSSSCT0000000421151-1980INFRAME INFRAME atgaagaaaagcaggagtgtgatgacagtgacagccgatgataatgttaaagacgaMKKSRSVMTVTADDNVKDDFECSLSKSYSSSSN. PDE4_UCR|89-204|1.9e-6010
ENSSSCG00000035984--ENSSSCG000000077273 3 INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000035984chromosome03:14461672:+ENSSSCG00000007727chromosome03:14705786:+YES_LDAS 0.2102 GT 1.3996 AG 1.8892 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome03:0.24Mb]"]ENSSSCG00000035984.ENSSSCT000000387411-414 ENSSSCG00000007727.ENSSSCT000000084724-3081 INFRAME INFRAME atgaccagctttgtcacttttgaagcgctggagaaagatgtagcacttaagcctcaggMTSFVTFEALEKDVALKPQERVEKRQTPLTKKKRSynapsin_N|111-130|5.4e-06Auts2|186-229|1^Auts2|2910
ENSSSCG00000008070--ENSSSCG0000003682611 4 INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000008070chromosome03:42106025:+ENSSSCG00000036826chromosome03:42306351:+YES_LDAS 0.5255 GT 1.7056 AG 1.7465 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome03:0.20Mb]"]ENSSSCG00000008070.ENSSSCT000000088431-564 ENSSSCG00000036826.ENSSSCT00000046019133-444INFRAME INFRAME atggactcccttcgcgctgaggccgacgccttggaagccgagatcaaggccttgagMDSLRAEADALEAEIKALRRACVELPAPGEDTSPJnk-SapK_ap_N|1-103|5.4e-07^CENPCENP-P-PARTIAL|~133-110
継代数5から10な
る過程で出現した
融合遺伝子

6. In silico解析で示された融合遺伝子の発現の検証
ブタiPS細胞継代数5から10なる過程で出現した融合遺伝子
スプライ
ス型
左側遺伝
子
左側組換
え点
右側遺伝
子
右側組換
え点
LargeAn
chorSup
port
FFPM
左端２塩
基
LeftBrea
kEntrop
y
右端２塩
基
RightBre
akEntro
py
組換え様
式
左側
CDS_ID
左側
CDS_RA
NGE
右側
CDS_ID
右側
CDS_RA
NGE
タンパク
質融合型
融合型 融合CDS
融合たん
ぱく質の
アミノ酸
配列
左側のペ
プチドの
機能ドメ
イン
右側のペ
プチド機
能ドメイ
ン
継代数
INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000032459chromosome06:67640257:+ENSSSCG00000036772chromosome06:67890522:+YES_LDAS 0.4905 GT 1.8892 AG 1.9656 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome06:0.20Mb]"]ENSSSCG00000032459.ENSSSCT000000644051-234 ENSSSCG00000036772.ENSSSCT00000054407274-5289 INFRAMEINFRAMEatgtggcgcgcggaggggaaatggctgccgaaaacaagccggaagaMWRAEGKWLPKTSRKSVSQSVFCGASTYCVL. TIG|892-971|1.8e-12^TIG10
INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000037643chromosome06:146614850:-ENSSSCG00000003805chromosome06:146300028:-YES_LDAS 0.9809 GT 1.9219 AG 1.8256 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome06:0.24Mb]"]ENSSSCG00000037643.ENSSSCT000000607151-281 ENSSSCG00000003805.ENSSSCT0000000421151-1980 INFRAMEINFRAMEatgaagaaaagcaggagtgtgatgacagtgacagccgatgataatgttMKKSRSVMTVTADDNVKDDFECSLSKSYSS. PDE4_UCR|89-204|1.9e-10
INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000035984chromosome03:14461672:+ENSSSCG00000007727chromosome03:14705786:+YES_LDAS 0.2102 GT 1.3996 AG 1.8892 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome03:0.24Mb]"]ENSSSCG00000035984.ENSSSCT000000387411-414 ENSSSCG00000007727.ENSSSCT000000084724-3081 INFRAMEINFRAMEatgaccagctttgtcacttttgaagcgctggagaaagatgtagcacttaaMTSFVTFEALEKDVALKPQERVEKRQTPLTKKSynapsin_N|111-130|5.4e-06Auts2|186-229|1^Auts2|10
INCL_NON_REF_SPLICEENSSSCG00000008070chromosome03:42106025:+ENSSSCG00000036826chromosome03:42306351:+YES_LDAS 0.5255 GT 1.7056 AG 1.7465 ["INTRACHROMOSOMAL[chromosome03:0.20Mb]"]ENSSSCG00000008070.ENSSSCT000000088431-564 ENSSSCG00000036826.ENSSSCT00000046019133-444 INFRAMEINFRAMEatggactcccttcgcgctgaggccgacgccttggaagccgagatcaagMDSLRAEADALEAEIKALRRACVELPAPGEDTJnk-SapK_ap_N|1-103|5.4e-07^CECENP-P-PARTIAL|~133-10
4種の融合遺伝子が、ブタiPS細胞の継代数5から継代数10になる過程で、出
現したことが示唆されました。
これは次にWetの検証として、プライマーを用いて、RT-PCRで検討する必
要があります。
ここでの解析は、データベース上のデータを解析した結果だけです。
gagcgtttcccaaagtgtattctgcggagctagcacctactgtgttc
tcaacaccgtgccgcctctagaagatgatcatgggaacagcaata
gtagtcatgtaaaaatctttttaccgaaaaagctgcttgaatgtctg
ccgaaatgttcaagtttacccaaagagaggcaccgctggaacact
aatgagGAAATCGCAGCTTACTTAATAACATTTGA
GAAACACGAAGAATGGCTAACCACCTCCCCTAA
GACAAGGCCGCAGAATG
プライマー配列
iPS細胞をより一層活用するために、長期培養・継代培養での融合遺伝子発現を確認し、もし、それが問
題になるものとなれば、排除することが重要であると思われます。